背照式cis产品的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种背照式CIS产品的制作方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底正面形成有晶体管，所述晶体管上形成有互连层；对所述半导体衬底背面进行减薄；在减薄后的半导体衬底的背面进行离子注入，在减薄后的半导体衬底中形成高能离子注入区；在半导体衬底背面形成滤光片。本发明从半导体衬底背面进行离子注入，控制离子注入区域的离子剂量、分布形貌，从而有利于CIS工艺稳定性和工艺控制。
【专利说明】背照式c IS产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及一种背照式CIS产品的制作方法。
【背景技术】
[0002]CIS产品是一种图形收集处理半导体器件，它可以实现将光学信号转化成电学信号进行存储和显示。现有的CIS产品已经采用背照式的工艺。即半导体衬底完成前段MOS管以及金属连线后会进行半导体衬底背面的研磨(目的是将半导体衬底的厚度减薄)，让半导体衬底背面作为光感应的窗口，而半导体衬底的正面会粘合在其他辅助半导体衬底上面以实现光线处理功能。
[0003]在CIS产品的形成工艺过程中，为了改变半导体衬底的电学参数，需要对半导体衬底进行离子注入，比如对半导体衬底进行高能离子注入以形成高能离子注入区，目的是将带电离子注入半导体衬底的较深的区域，以实现特定的工艺目的。请参考图1所示的现有技术的背照式Cis图像传感器的器件结构示意图。半导体衬底10具有正面11和背面12，所述背面12上形成有滤光层18。所述正面10上形成有栅极13，所述栅极13下方的半导体衬底内形成有阱13和高能离子注入区17。所述正面12上形成有互连层15，互连层15内形成有金属互连线16。
[0004]现有技术通常是线在半导体衬底正面进行相应的工艺，包括形成互连层和金属互连线、对半导体衬底进行高能离子注入等。然后，在对半导体背面进行减薄工艺。
[0005]然而，高能离子注入需要较高的能量，这对于离子注入设备的要求较高，并且高能离子注入的剂量、离子在半导体衬底中的分布形貌难以控制，这不利于CIS工艺的稳定性和工艺控制。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题提供一种背照式CIS产品的制作方法，从半导体衬底背面进行离子注入，控制离子注入区域的离子剂量、分布形貌，从而有利于CIS工艺稳定性和工艺控制。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种背照式CIS产品的制作方法，包括:
[0008]提供半导体衬底，所述半导体衬底正面形成有晶体管，所述晶体管上形成有互连层；
[0009]对所述半导体衬底背面进行减薄；
[0010]在减薄后的半导体衬底的背面进行离子注入，在减薄后的半导体衬底中形成高能离子注入区；
[0011 ] 在半导体衬底背面形成滤光片。
[0012]可选地，所述离子注入为低能离子注入。
[0013]可选地，所述减薄利用化学机械研磨工艺进行。
[0014]可选地，减薄后的半导体衬底的厚度范围为4500-5500埃。
[0015]可选地，所述离子注入的能量范围为50_210KeV，所述离子注入形成的高能离子注入区距离半导体正面的距离为3300-3700埃，所述高能离子注入区距离减薄后的半导体衬底的背面的距离为800-1200埃。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0017]本发明改变了现有的CIS工艺的制作方法，在半导体衬底上形成晶体管和互连层之后，对半导体衬底进行减薄，从减薄后的半导体衬底的背面进行离子注入，相对于现有技术形成相同深度的高能离子注入区，本发明需要的离子注入的能量较低，从而减轻了对离子注入机台的能量的要求，更有利控制半导体衬底中注入的离子的剂量以及离子在半导体衬底中的分布，有利于CIS器件的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是现有技术的背照式CIS图像传感器的器件结构示意图。
[0019]图2是本发明一个实施例的背照式CIS图像传感器的制造方法流程示意图。
[0020]图3-图6是本发明一个实施例的背照式CIS图像传感器的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]现有技术为了在CIS产品的半导体衬底中形成具有一定深度的高能离子注入区，需要利用离子注入机台在高能量的情况下从半导体衬底的正面进行离子注入，这对离子注入机台的能量要求高，并且高能离子注入的剂量、离子在半导体衬底中的分布形貌难以控制，这不利于CIS工艺的稳定性和工艺控制。
[0022]为解决上述问题，本发明提供一种背照式CIS产品的制作方法，请参考图2所示的本发明一个实施例的背照式CIS图像传感器的制造方法流程示意图，所述方法包括:
[0023]步骤SI，提供半导体衬底，所述半导体衬底正面形成有晶体管，所述晶体管上形成有互连层；
[0024]步骤S2，对所述半导体衬底背面进行减薄；
[0025]步骤S3，在减薄后的半导体衬底的背面进行离子注入，在减薄后的半导体衬底中形成高能离子注入区；
[0026]步骤S4,在半导体衬底背面形成滤光片。
[0027]下面请结合图3-图6所示的本发明一个实施例的背照式CIS图像传感器的剖面结构示意图。
[0028]首先，参考图3，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100正面110形成有晶体管，所述晶体管上形成有互连层150。所述晶体管包括:栅极130和阱140，所述互连层150包括介质层(未标出)和位于介质层内的金属互连线160。半导体衬底100内的区域200在后续将通过离子注入形成高能离子注入注入区。
[0029]接着，参考图4，对所述半导体衬底100背面120进行减薄，所述减薄利用化学机械研磨工艺进行。作为一个实施例，所述减薄后的半导体衬底100的厚度范围为4500-5500埃。比如减薄后半导体衬底100的厚度为5000埃。
[0030]然后，参考图5，在减薄后的半导体衬底100的背面120进行离子注入，在减薄后的半导体衬底100中形成高能离子注入区170。由于从半导体衬底100的背面120进行离子注入，因此，相比于现有技术不需要采用较高的离子注入能量便可以实现与现有的高能离子注入相同的效果，即在半导体衬底100的预定深度的位置形成高能离子注入区170。所述高能离子注入区170利用低能离子注入形成。
[0031]需要说明的是，本发明所述的高能离子注入注入、低能离子注入是相对能量，即对于相同的离子，到达半导体衬底中相同位置，本发明的低能离子注入的能量要小于现有技术的离子注入的能量。这主要的原因就是由于本发明对半导体衬底进行了减薄，从半导体衬底的背面进行离子注入，使得离子注入更容易进行。
[0032]作为一个实施例，所述低能离子注入的能量范围为50_210KeV，所述离子注入形成的高能离子注入区距离半导体正面的距离为3300-3700埃，所述高能离子注入区距离减薄后的半导体衬底的背面的距离为800-1200埃。本实施例中，所述离子注入形成的高能离子注入区距离半导体正面的距离为3500埃，所述高能离子注入区距离减薄后的半导体衬底的背面的距离为1000埃。
[0033]综上，本发明改变了现有的CIS工艺的制作方法，在半导体衬底上形成晶体管和互连层之后，对半导体衬底进行减薄，从减薄后的半导体衬底的背面进行离子注入，相对于现有技术形成相同深度的高能离子注入区，本发明需要的离子注入的能量较低，从而减轻了对离子注入机台的能量的要求，更有利控制半导体衬底中注入的离子的剂量以及离子在半导体衬底中的分布，有利于CIS器件的控制。
[0034]因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种背照式CIS产品的制作方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底，所述半导体衬底正面形成有晶体管，所述晶体管上形成有互连层； 对所述半导体衬底背面进行减薄； 在减薄后的半导体衬底的背面进行离子注入，在减薄后的半导体衬底中形成高能离子注入区； 在半导体衬底背面形成滤光片。
2.如权利要求1所述的CIS产品的制作方法，其特征在于，所述离子注入为低能离子注入。
3.如权利要求1所述的CIS产品的制作方法，其特征在于，所述减薄利用化学机械研磨工艺进行。
4.如权利要求1所述的CIS产品的制作方法，其特征在于，减薄后的半导体衬底的厚度范围为4500-5500埃。
5.如权利要求1所述的CIS产品的制作方法，其特征在于，所述离子注入的能量范围为50-210KeV,所述离子注入形成的高能离子注入区距离半导体正面的距离为3300-3700埃，所述高能离子注入区距离减薄后的半导体衬底的背面的距离为800-1200埃。
【文档编号】H01L27/146GK104393006SQ201410522344
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】何理, 许向辉 申请人:上海华力微电子有限公司